Malcolm Gladwell은 2000년 그의 베스트셀러에서 티핑 포인트를 "임계 질량의 순간, 한계값, 끓는점"으로 정의합니다.
이러한 정의에 따르면 DMP(Direct Metal Printing)는 원형 제작에서 생산 분야로 빠르게 이동 중이며, 모든 가능성에 대비하는 국방과 항공우주 분야에서 임무 수행에 필수적이고 위험을 회피하는 응용 분야로의 급변을 앞두고 있습니다.
이러한 주요 분야의 수용 사례에는 3D Systems와 Thales Alenia Space의 장기적인 파트너십을 통해 항공우주 부품에 DMP를 활용하는 것이 있습니다.
프랑스 툴루즈에 본사를 둔 Thales Alenia는 전 세계 항공우주 공급 선도업체이며, 2014년에 매출 20억 유로를 돌파하는 성과를 보여 주었습니다. 8개국에서 7,500명의 직원이 근무하고 있으며, 우주 통신, 항법, 지구 관측, 탐사, 궤도 기반 시설 분야에 특화되어 있습니다.
3D Systems와 Thales Alenia Space 협업의 결과는 정지 통신 위성에 대한 안테나 브래킷(190x230x290mm) 생산으로 잘 설명됩니다. Direct Metal Printing은 이제 티타늄 Thales Alenia Space 항공우주 응용 분야에서 그 품질을 인증받았으며, 완전히 이용할 수 있습니다. 현재 위성과 같은 특정 제품의 경우 80퍼센트의 금속 부품이 제조 3D 프린팅을 통해 제작되며, 전통적인 방식으로 제조된 부품을 대체하고 있습니다.
빠르고 효율적인 전문 지식
Thales Alenia Space는 벨기에의 3D Systems 주문형 제조 팀과 협력하여 LaserForm Ti Gr5 (A) 브래킷을 설계 및 프린트하고 모든 품질 측면과 공차가 조건을 충족하도록 보장합니다.
3D 설계 제조 지원 서비스인 3D Systems의 주문형 제조는 세계 선도 수준의 특별한 맞춤 설계 부품 업체이며, 검증된 항공 부품을 제공할 수 있도록 온라인 즉시 견적, 3D 설계 및 프린팅 분야의 전문 지식, 검증된 사후 기계 가공 지원을 제공합니다.
Thales Alenia Space와 3D Systems는 협력하여 제조 가능성 접근 방식을 위한 설계 방법으로서 3D 프린팅 공정에 위상 최적화를 적용했습니다. 위상 최적화란 부품의 정확한 성능 규격에 따라 가장 효율적으로 소재를 배치하는 기술을 말합니다. 위상 최적화 기술은 허용된 공간, 처리해야 하는 하중, 경계 조건 및 기타 중요한 엔지니어링 요소를 고려합니다.
위성용 브래킷 4개는 각각 안테나 반사경 가장자리에 설치되고 형상 표면에 나사로 고정되므로 개별화된 설계를 요구합니다.
가치 입증
안테나 브래킷은 3D Systems의 3D Systems ProX DMP 320 장비를 사용해 생산되었습니다. ProX DMP 320는 고강도 금속 제품 생산을 목적으로 설계되었습니다. 이 장비는 설치 과정을 단순화하며, 티타늄(등급 1, 5 및 23), 니켈 초합금 및 스테인레스 316L으로 모든 유형의 기하형상 부품을 생산할 수 있는 범용성을 제공하는 완전히 새로운 아키텍처를 사용합니다.
교환 가능한 제조 모듈은 다양한 부품 소재 사이에서 이동할 때 응용 분야의 다목적성을 높이고 가동 중단 시간을 줄입니다. 제어된 진공 제작 챔버는 모든 부품이 검증된 특성, 밀도 및 화학적 순도로 프린트되도록 합니다.
ProX DMP 320의 극도로 낮은 O2 수준은 더 나은 파우더 질 보존, 프린팅 도중 부품의 미세 산화 방지와 낮은 수준의 틈새 산화, 티타늄과 같은 O2에 민감한 합금에 대해 개선된 기계 특성과 같은 몇 가지 이점을 제공합니다.
절반의 시간으로 더 나은 부품 생산
3D Systems의 전문성과 ProX DMP 320 진보된 능력의 결합은, 기존의 제조 방식으로 소요되었을 시간의 절반만에 Thales Alenia Space가 필요로 했던 것을 정확하게 전달했습니다.
DMP로 생산된 티타늄 브래킷은 기존 방법으로 제조된 브래킷보다 25퍼센트 가벼우며 더 나은 강성 하중 비율을 갖고 있습니다.
생산 비용은 현저하게 절감되었고, 파일 준비, 3D 프린팅, 열처리, 마감, CNC 밀링, 품질 관리 분석, 클리닝 및 데이터 추적을 포함하여 주문에서 배송까지의 총 시간도 기존 방식을 사용했을 때 10주가 걸리던 것에서 4~5주로 감소했습니다.
DMP 도입 가속화
위성용 안테나 고정 브래킷은 3D Systems와 Thales Alenia Space의 DMP 협업 과정의 시작에 불과합니다. 2015년에 3D Systems는 3개의 Thales Alenia Space 정지 위성 통신을 위해 50개가 넘는 다양한 우주 부품을 생산했습니다. 안테나 응용 분야의 적층 제조 전문가 Florent Lebrun 씨는 Thales Alenia가 2016년 3D Systems의 DMP를 사용해 생산을 두 배로 늘릴 것이라고 예상합니다.
3D Systems와 Thales Alenia Space의 협업은 전 세계 국방과 항공우주 기관에서 DMP 채택을 가속화하고 있음을 상징적으로 보여 줍니다. DMP가 전통적인 금속 제조 공정을 보완하며 핵심 기술로 자리잡는 것은 시간 문제일 것입니다.
